KR20160084582A - 접합력을 향상시킬 수 있는 용접 방법 - Google Patents

접합력을 향상시킬 수 있는 용접 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20160084582A
KR20160084582A KR1020150000940A KR20150000940A KR20160084582A KR 20160084582 A KR20160084582 A KR 20160084582A KR 1020150000940 A KR1020150000940 A KR 1020150000940A KR 20150000940 A KR20150000940 A KR 20150000940A KR 20160084582 A KR20160084582 A KR 20160084582A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
welding
electrode
welded
electrode tab
resistance
Prior art date
Application number
KR1020150000940A
Other languages
English (en)
Inventor
민건우
이진수
장욱희
한형석
Original Assignee
주식회사 엘지화학
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 엘지화학 filed Critical 주식회사 엘지화학
Priority to KR1020150000940A priority Critical patent/KR20160084582A/ko
Publication of KR20160084582A publication Critical patent/KR20160084582A/ko

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/531Electrode connections inside a battery casing
    • H01M50/536Electrode connections inside a battery casing characterised by the method of fixing the leads to the electrodes, e.g. by welding
    • H01M2/263
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K20/00Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating
    • B23K20/04Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating by means of a rolling mill
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052Li-accumulators
    • H01M10/0525Rocking-chair batteries, i.e. batteries with lithium insertion or intercalation in both electrodes; Lithium-ion batteries
    • H01M2/266
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/531Electrode connections inside a battery casing
    • H01M50/54Connection of several leads or tabs of plate-like electrode stacks, e.g. electrode pole straps or bridges
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Connection Of Batteries Or Terminals (AREA)

Abstract

본 발명은 전극 탭을 전기적 연결을 위해 이차전지의 피용접체에 용접하는 방법으로서, (a) 상기 전극 탭에서, 피용접체와 접합되는 일측 단부를 압연하여, 상대적으로 얇은 두께의 용접 예정부를 형성시키는 과정; (b) 상기 용접 예정부와 피용접체를 고정한 상태에서, 용접 예정부의 상단에 용접봉을 접촉시키는 과정; (c) 상기 접촉된 용접봉에 전류를 인가하여, 용접 예정부와 피용접체를 반 용융시키는 과정; 및 (d) 상기 반 용융된 용접 예정부와 피용접체를 가압하여 접합시키는 과정;을 포함하는 것을 특징으로 하는 용접 방법을 제공한다.

Description

접합력을 향상시킬 수 있는 용접 방법 {Welding Method Enabling to Improve Bonding Power}
본 발명은 접합력을 향상시킬 수 있는 용접 방법에 관한 것이다.
모바일 기기에 대한 기술 개발과 수요가 증가함에 따라 에너지원으로서의 이차전지의 수요가 급격히 증가하고 있고, 그러한 이차전지 중 높은 에너지 밀도와 방전 전압의 리튬 이차전지에 대해 많은 연구가 행해졌고 또한 상용화되어 널리 사용되고 있다.
이차전지는 전지케이스의 형상에 따라, 전극조립체가 원통형 또는 각형의 금속 캔에 내장되어 있는 원통형 전지 및 각형 전지와, 전극조립체가 알루미늄 라미네이트 시트의 파우치형 케이스에 내장되어 있는 파우치형 전지로 분류된다.
또한, 전지케이스에 내장되는 전극조립체는 양극/분리막/음극의 적층 구조로 이루어진 충방전이 가능한 발전소자로서, 활물질이 도포된 긴 시트형의 양극과 음극 사이에 분리막을 개재하여 권취한 젤리-롤형과, 소정 크기의 다수의 양극과 음극을 분리막에 개재된 상태에서 순차적으로 적층한 스택형으로 분류된다. 그 중 젤리-롤형 전극조립체는 제조가 용이하고 중량당 에너지 밀도가 높은 장점을 가지고 있다.
젤리-롤형 전극조립체는 주로 원통형 전지와 각형 전지에 사용되며, 도 1에는 젤리-롤형 전극조립체를 내장하고 있는 각형 전지의 부분 모식도가 도시되어 있다.
도 1을 참조하면, 각형 전지(50)는 젤리-롤형 전극조립체(10)가 각형 금속 케이스(20)에 내장되어 있고 케이스(20)의 개방 상단에 돌출형 전극단자(32)가 형성되어 있는 캡 어셈블리(30)가 결합되어 있는 구조로 이루어져 있다.
전극조립체(10)의 전극 탭(52)은 캡 어셈블리(30)에 형성된 금속 소재의 단자 접속부에 용접되어 결합되며, 이들이 전기적으로 연결된다. 반면에, 전극조립체(10)의 또 다른 전극 탭(54)은 알루미늄, 스테인리스 스틸 등과 같은 도전성 금속 소재로 되어 있는 캡 어셈블리(30)에 용접되어 결합되며, 전기적으로 연결된다.
한편, 이들 전극 탭들 및 캡 어셈블리의 금속 소재들을 용접하는 방법은, 이들을 밀착시킨 상태에서, 용접봉을 통해, 이들에 전류를 통전 시키고, 통전된 전류로 전극 탭들 및 탑 캡의 금속 소재에 저항 발열을 발생시켜, 이들을 반 용융 상태로 만들어 접합시키는 방법이 이용될 수 있다.
여기서, 전극 탭은 순수 저항이 낮아 전기 전도도가 우수한 금속이 사용되는 것이 일반적이나, 전극 탭을 이루는 소재의 순도가 높을수록 용접과정에서도, 낮은 저항을 유지하며, 그에 따라 용접봉을 통해 흐르는 전류에 전력이 없는 무효 전류가 증가하고, 대신, 저항 발열을 위한 유효 전류는 감소하게 되어, 전극 탭과 캡 어셈블리의 금속 소재들의 반 용융 상태가 국소적으로 이루어지며, 그에 따라 이들이 공고히 접합되지 않은 불량이 발생할 수 있다.
그에 따라, 용접이 완료된 후에도, 전극 탭과 캡 어셈블리의 접합도가 낮아, 외력이 인가되는 경우, 쉽게 파단 또는 파손될 수 있으며, 전극 탭과 캡 어셈블리의 접합 면 전체에 걸쳐 서로 완전히 접합되지 않아, 이 부위의 저항이 증가할 수 있으므로, 이차전지의 성능과 안전성에 영향을 미칠 수 있다.
따라서, 상기와 같은 문제점을 근본적으로 해소할 수 있는 기술의 필요성이 높은 실정이다.
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점과 과거로부터 요청되어온 기술적 과제를 해결하는 것을 목적으로 한다.
구체적으로, 본 발명의 목적은 순도가 높은 전극 탭과 전극 탭에 접합되는 피 용접체를 용접하는 경우, 무효 전류를 최소화하여 높은 저항 발열을 유도하고, 그에 따라 전극 탭과 피 용접체의 접합을 공고히 할 수 있는 용접 방법을 제공하는 것이다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 용접 방법은,
전극 탭을 전기적 연결을 위해 이차전지의 피용접체에 용접하는 방법으로서,
(a) 상기 전극 탭에서, 피용접체와 접합되는 일측 단부를 압연하여, 상대적으로 얇은 두께의 용접 예정부를 형성시키는 과정;
(b) 상기 용접 예정부와 피용접체를 고정한 상태에서, 용접 예정부의 상단에 용접봉을 접촉시키는 과정;
(c) 상기 접촉된 용접봉에 전류를 인가하여, 용접 예정부와 피용접체를 반 용융시키는 과정; 및
(d) 상기 반 용융된 용접 예정부와 피용접체를 가압하여 접합시키는 과정;
을 포함하는 것을 특징으로 한다.
일반적으로, 금속체에 전류를 인가하여 반 용융 시키는 용접 방법은, 유효 전류가 증가할수록 발열량이 증가하여 용접 부위를 용이하게 반 용융시킬 수 있다. 즉, 용접 부위의 발열량은 유효 전류와 용접 부위의 저항과 비례한다. 그러나, 용접 부위의 저항이 낮은 경우, 용접 부위를 흐르는 총 전류량에서 실제 전력을 가지지 않는 무효 전류는 증가하고, 전력을 가지는 유료 전류는 상대적으로 감소하게 된다. 따라서, 용접 부위의 발열량이 감소되어, 용접 부위에서 국소적으로 반 용융되지 않는 부위가 발생할 수 있다.
그러나, 본 발명의 발명자들이 확인한 바에 따르면, 전극 탭의 용접 저항은 그것의 두께와 반비례 하며, 그에 따라, 전극 탭의 일측 단부를 압연함하여, 상대적으로 얇은 두께의 용접 예정부를 전극 탭에 형성하고 이 부위를 용접에 이용하는 경우, 용접 저항을 증가시킬 수 있음을 확인하였다.
따라서, 본 발명에 따른 용접 방법은, 전극 탭의 순도가 높아, 전극 탭의 순수 저항이 낮은 경우에도, 전극 탭에서 용접되는 부위를 압연하여, 상대적으로 얇은 두께를 가지는 용접 예정부를 형성시킴으로써, 용접 부위의 저항을 증가시킬 수 있다. 또한, 상기 용접 예정부의 저항이 증가하면, 용접 예정부를 통해 통전되는 무효 전류는 감소되며, 유효 전류는 상대적으로 증가하게 되는 바, 용접 예정부의 높은 발열량으로 반 용융 상태를 원활하게 유도하여, 피용접체와의 접합을 공고히할 수 있다.
하나의 구체적인 예에서, 상기 전극 탭은 알루미늄, 구리 또는 니켈에서 선택되는 하나 이상일 수 있고, 상세하게는 공기 또는 전해액에 의해 쉽게 산화되지 않는 니켈일 수 있다.
상기 전극 탭은 또한, 양극 탭 및/또는 음극 탭일 수 있다. 여기서, 저항값이 상대적으로 높은 소재로 이루어진 전극 탭에는 저항이 상대적으로 낮은 용접봉을 위치시키고, 저항값이 상대적으로 낮은 소재로 이루어진 전극 탭에는 저항이 상대적으로 큰 용접봉을 위치시킬 수 있다.
즉, 순수 저항값이 높은 전극 탭에는 낮은 저항의 용접봉을 통해 상대적으로 대전류를 통전시켜 전극 탭이 용이하게 용융되도록 하고, 순수 저항값이 낮은 전극 탭에는 고 저항의 용접봉을 통해 상대적으로 저전류를 통전시켜, 불필요한 전력 낭비를 방지하고, 무효 전류가증가하는 것을 방지할 수 있다.
상기 저항이 낮은 용접봉은 크롬동으로 이루어진 전극이고, 상기 저항이 높은 용접봉은 몰리브덴 또는 주석 소재로 이루어진 전극일 수 있다.
이러한 전극 탭과 접합되는 피용접체는 전극 탭과 전기적으로 연결되는 이차전지의 구성 요소들 중 하나일 수 있다.
하나의 예로, 상기 피용접체는 원통형 전지셀에서 원통형 캔의 개방 상단에 장착되는 캡 어셈블리일 수 있다. 상기 캡 어셈블리는 그 자체로 이차전지의 전극의 역할을 수행할 수 있으며, 알루미늄, 스테인리스 스틸 등과 같은 도전성 금속 소재로 이루어 질 수 있다.
두 번째 예로, 상기 피용접체는 원통형 전지셀에서 원통형 캔의 내면일 수 있다. 상기 내면은 예를 들어, 원통형 캔의 하면일 수 있으며, 그 자체로 이차전지의 전극의 역할을 수행할 수 있도록 도전성 금속 소재로 이루어질 수 있다.
마지막 예로, 상기 피용접체는 PCB(printed circuit board)에 형성되어 있는 전극단자 접속부일 수 있다. 상기 전극 단자 접속부는 PCB의 회로들과 전기적으로 연결된 상태로, 하면에 형성되어 있을 수 있고, 그에 따라, 전극 탭이 전극 단자 접속부와 접합되면, 전극 탭과 PCB의 회로들과 전기적으로 연결되는 구조일 수 있다.
하나의 구체적인 예에서, 상기 과정(a)에서, 용접 예정부는, 그것의 단부 전면에 걸쳐, 동일한 두께를 가지도록, 피용접체와 접합되는 전극 탭의 일면 및 상기 일면의 대향 면인 타면이 동시에 압연될 수 있으며, 이렇게 압연된 용접 예정부에는 상기 일면과 타면 모두에 울퉁 불퉁한 결함이 형성되지 않을 수 있는 바, 용접 예정부가, 피용접채 및 용접봉과 밀착될 수 있으므로, 공정성을 향상시킬 수 있다.
상기 용접 예정부는 압연 이전 상태의 전극 탭의 두께 대비 40% 내지 60%의 두께로 압연될 수 있다. 상기 용접 예정부의 두께가 상기 범위 미만으로 압연되는 경우, 기계적 강성이 낮아, 용접이 완료된 후, 외력이 인가되면, 용접 예정부가 압연되지 않은 전극 탭으로부터 분리될 수 있으며, 전류가 인가될 시, 완전히 용융될 수 있는 바, 바람직하지 않고, 상기 범위를 초과하는 두께로 압연되는 경우, 용접 예정부의 저항 증가 효과가 미미하므로 바람직하지 않다.
상기 용접 예정부는 또한, 압연에 따른 두께 감소로 인한 용접 예정부의 기계적 강성이 약화되는 것을 최소화할 수 있고, 피용접체와의 접합력이 극대화 되는 용접 면적을 가지도록 그것의 길이 및 폭이 설정될 수 있다. 구체적으로, 상기 용접 예정부는 전극조립체로부터 돌출되어 있는 전극 탭의 총 길이 대비 20% 내지 50%의 길이로 이루어질 수 있고, 상기 용접 예정부의 폭은 전극 탭의 폭 대비 110% 내지 130%의 길이로 이루어질 수 있다.
상기 용접 예정부의 길이 및 폭이 상기 범위 미만으로 형성된 경우, 앞서 설명한 바와 같이, 기계적 강성을 담보할 수 없다. 반면에, 상기 용접 예정부의 길이 및 폭이 상기 범위 보다 초과하여 형성되는 경우, 용접 면적이 지나치게 넓어지게되는 바, 국소적으로 용융이 되지 않는 부위가 발생할 수 있어, 오히려 피용접체와의 접합력이 저하될 수 있다.
한편, 하나의 구체적인 예에서, 상기 용접봉은 양극 및 음극으로 이루어진 한 쌍의 전극으로서, 상기 과정(b)에서는, 음극 용접봉 및 양극 용접봉을 용접 예정부의 상단에 나란히 위치시킨 상태로, 양극 용접봉으로부터, 용접 예정부, 피용접체 및 음극 용접봉으로 전류가 통전될 수 있다.
이 때, 상기 과정(c)에서, 용접봉을 통해 흐르는 전류가, 용접 예정부 및 피용접체로 통전되고, 통전된 전류에 의해, 용접 예정부 및 피용접체에 저항발열이 발생하여, 용접 예정부와 피용접체를 반 용융 상태로 만들어, 이들을 접합될 수 있다.
본 발명은 또한, 상기 용접 방법으로 제조된 이차전지를 제공한다.
이러한 이차전지의 구조는 예를 들어, 전극조립체가 내장된 원통형 캔의 개방 상단에 캡 어셈블리가 장착되어 있는 원통형 전지일 수 있다.
또한, 상기 이차전지는 그것의 종류가 특별히 한정되는 것은 아니지만, 구체적인 예로서, 높은 에너지 밀도, 방전 전압, 출력 안정성 등의 장점을 가진 리튬 이온(Li-ion) 이차전지, 리튬 폴리머(Li-polymer) 이차전지, 또는 리튬 이온 폴리머(Li-ion polymer) 이차전지 등과 같은 리튬 이차전지일 수 있다.
본 발명은 또한, 상기 이차전지를 포함하는 전지팩, 및 상기 전지팩을 포함하는 디바이스를 제공한다.
상기 디바이스는 예를 들어, 웨어러블 기기 또는 모바일 기기와 같은 소형 전자기기일 수 있고, 전기자동차, 하이브리드 전기자동차, 플러그-인 하이브리드 전기자동차, 또는 전력저장 장치와 같은 대형 기기일 수 있으나 이것들로 한정되는 것은 아니다.
상기 디바이스들의 구체적인 구조는 당업계에 공지되어 있으므로, 본 명세서에서는 그에 대한 구체적인 설명을 생략한다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 용접 방법은, 전극 탭의 순도가 높아, 전극 탭의 순수 저항이 낮은 경우에도, 전극 탭에서 용접되는 부위를 압연하여, 상대적으로 얇은 두께를 가지는 용접 예정부를 형성시킴으로써, 용접 부위의 저항을 증가시킬 수 있다. 또한, 상기 용접 예정부의 저항이 증가하면, 용접 예정부를 통해 통전되는 무효 전류는 감소되며, 유효 전류는 상대적으로 증가하게 되는 바, 용접 예정부의 높은 발열량으로 반 용융 상태를 원활하게 유도하여, 피용접체와의 접합을 공고히할 수 있다.
도 1은 젤리-롤형 전극조립체를 내장하고 있는 각형 전지의 부분 모식도이다;
도 2는 본 발명에 따른 용접 방법의 흐름도이다;
도 3은 본 발명의 전극 탭을 확대한 모식도이다;
도 4는 용접 예정부가 형성되어 있는 전극 탭의 확대 모식도이다;
도 5는 용접 예정부와 피용접체를 용접시키는 모습을 나타낸 모식도이다.
이하, 본 발명의 실시예에 따른 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상술하지만, 이는 본 발명의 더욱 용이한 이해를 위한 것으로, 본 발명의 범주가 그것에 의해 한정되는 것은 아니다.
도 2에는 본 발명에 따른 용접 방법의 과정이 도시되어 있고, 도 3에는 본 발명의 전극 탭을 확대한 모식도가 도시되어 있으며, 도 4에는 용접 예정부가 형성되어 있는 전극 탭의 확대 모식도가 도시되어 있다.
이들 도면을 참조하면, 과정(10)에서 전극 탭(100)은 압연 휠 또는 압연 프레스와 같은 압연 기기에 의해, 전극 탭(100)의 일측 단부가 압연되어 용접 예정부(110)를 형성시킨다. 여기서, 전극 탭(100)에서 압연하고자 하는 부위의 양면에서 압연을 하여 용접 예정부(110)를 형성시키는 것에 주목해야 한다.
만약 전극 탭(100)의 단일면에 대해서만 압연이 수행되는 경우, 수직 단면상으로, 용접 예정부(110)의 두께가 일정하지 않을 수 있고, 특히, 압력에 의해 연신되는 용접 예정부(110) 단부의 두께가 중심부와 비교하여 더 두껍거나 더 얇게 형성될 수 있어, 실제 용접 과정에서 피용접체(200)와 밀착시, 공간이 발생할 수 있고, 그에 따라 공고한 용접이 진행되지 않을 수 있다. 반면에, 양면을 압연하는 경우, 전자의 경우와 비교하여, 전극 탭(100)의 두께를 균일하게 압연할 수 있고, 그에 따라, 수직 단면상으로, 용접 예정부(110)의 두께가 균일하게 형성될 수 있다.
과정(10)에서 형성된 용접 예정부(110)는 도 3에 구체적으로 도시되어 있다. 도 3을 참조하면, 용접 예정부(110)는 전극 탭(100)의 일측 단부에 전극 탭(100)의 두께(T1) 대비 대략 절반의 두께(T2)로 압연되어 있다.
일반적으로, 용접 시, 금속 소재의 용접 저항 R은 e*L/(T*D)의 수식으로 산정될 수 있다. 여기서, e는 금속의 비저항이고, L은 용접봉 간의 거리이며, T는 금속 소재의 두께이고, D는 용접봉의 지름이다.
즉, 용접 하고자하는 금속 소재의 두께(T)가 감소할수록 금속 소재의 용접 저항은 증가하게 된다. 이러한 저항의 증가는 용접 시, 발열량을 증가시켜, 금속 소재의 용융을 용이하게 하고, 용접 품질을 증가시킬 수 있다.
용접 예정부(110)는 전극 탭(100)의 폭(W) 대비 대략 130%의 길이의 폭(w)을 가지도록 압연되어 있다. 따라서, 용접 예정부(110)는 피용접체(200)와의 접합력이 극대화 되는 용접 면적을 가질 수 있다.
한편, 도 1의 과정(20)에서는 상술한 용접 예정부(110)와 피용접체(200)를 서로 접합시키기 위해, 용접 예정부(110)의 하면에 피용접체(200)를 고정시키고, 과정(30)에서 한 쌍의 전극으로 이루어진 용접봉(300)으로 이들을 용접시킨다.
구체적으로, 도 4 및 도 5을 함께 참조하면, 용접 예정부(110)는 압연되면서, 전극 탭(100)과 두께 차이를 가지며, 그에 따라, 용접 예정부(110)와 전극 탭(100)의 사이에는 단차(112)가 형성된다. 단차(112)는 용접 예정부(110)의 상면과 하면에 동일하게 형성되어 있다. 이러한 단차(112)는 피용접체(200)가 용접 예정부(110)에 고정되기 용이하게 하여, 용접의 공정성을 향상시킬 수 있다.
용접 예정부(110)와 피용접체(200)를 고정시킨 후, 양극(310) 및 음극(320)으로 이루어진 한 쌍의의 용접봉(300)을 용접 예정부(110)의 상단에 나란히 위치시킨 상태로 양극 용접봉(310)으로부터, 용접 예정부(110), 피용접체(200) 및 음극 용접봉(320)으로 전류를 통전시킨다.
이 때, 전류에 의해 용접 예정부(110) 및 피용접체(200)에 저항발열이 발생하며, 용접 예정부(110)와 피용접체(200)를 반 용융 상태로 만든다. 그 후, 도 1의 과정에서와 같이, 용접 예정부(110)와 피용접체(200)를, 이들이 접촉한 계면 방향으로 가압하여, 이들을 접합시킨다.
본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주 내에서 다양한 응용 및 변형을 가하는 것이 가능할 것이다.

Claims (18)

  1. 전극 탭을 전기적 연결을 위해 이차전지의 피용접체에 용접하는 방법으로서,
    (a) 상기 전극 탭에서, 피용접체와 접합되는 일측 단부를 압연하여, 상대적으로 얇은 두께의 용접 예정부를 형성시키는 과정;
    (b) 상기 용접 예정부와 피용접체를 고정한 상태에서, 용접 예정부의 상단에 용접봉을 접촉시키는 과정;
    (c) 상기 접촉된 용접봉에 전류를 인가하여, 용접 예정부와 피용접체를 반 용융시키는 과정; 및
    (d) 상기 반 용융된 용접 예정부와 피용접체를 가압하여 접합시키는 과정;
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 용접 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 과정(a)에서, 용접 예정부는, 피용접체와 접합되는 전극 탭의 일면 및 상기 일면의 대향 면인 타면이 동시에 압연되는 것을 특징으로 하는 용접 방법.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 용접 예정부는 압연 이전 상태의 전극 탭의 두께 대비 40% 내지 60%의 두께로 압연되는 것을 특징으로 하는 용접 방법.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 전극 탭은 양극 탭 및/또는 음극 탭이고, 저항값이 상대적으로 높은 소재로 이루어진 전극 탭에는 저항이 상대적으로 낮은 용접봉을 위치시키고, 저항값이 상대적으로 낮은 소재로 이루어진 전극 탭에는 저항이 상대적으로 큰 용접봉을 위치시키는 것을 특징으로 하는 용접 방법.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 저항이 낮은 용접봉은 크롬동으로 이루어진 전극이고, 상기 저항이 높은 용접봉은 몰리브덴 또는 주석 소재로 이루어진 전극인 것을 특징으로 하는 용접 방법.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 전극 탭은 알루미늄, 구리 또는 니켈에서 선택되는 하나 이상인 것을 특징으로 하는 용접 방법.
  7. 제 5 항에 있어서, 상기 전극 탭은 니켈인 것을 특징으로 하는 용접 방법.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 용접 예정부는 전극 탭의 총 길이 대비 20% 내지 50%의 길이로 이루어진 것을 특징으로 하는 용접 방법.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 용접 예정부는 전극 탭의 폭 대비 110% 내지 130%의 길이로 이루어진 것을 특징으로 하는 용접 방법.
  10. 제 1 항에 있어서, 상기 피용접체는 원통형 전지셀에서 원통형 캔의 개방 상단에 장착되는 캡 어셈블리인 것을 특징으로 하는 용접 방법.
  11. 제 1 항에 있어서, 상기 피용접체는 원통형 전지셀에서 원통형 캔의 내면인 것을 특징으로 하는 용접 방법.
  12. 제 1 항에 있어서, 상기 피용접체는 PCB(printed circuit board)에 형성되어 있는 전극단자 접속부인 것을 특징으로 하는 용접 방법.
  13. 제 1 항에 있어서, 상기 용접봉은 양극 및 음극으로 이루어진 한 쌍의 전극이고, 상기 과정(b)에서, 음극 용접봉 및 양극 용접봉을 용접 예정부의 상단에 나란히 위치시킨 상태로, 양극 용접봉으로부터, 용접 예정부, 피용접체 및 음극 용접봉으로 전류가 통전되는 것을 특징으로 하는 용접 방법.
  14. 제 1 항에 있어서, 상기 과정(c)는, 용접봉을 통해 흐르는 전류가, 용접 예정부 및 피용접체로 통전되고, 통전된 전류에 의해, 용접 예정부 및 피용접체에 저항발열이 발생하여, 용접 예정부와 피용접체를 반 용융 상태로 만드는 과정인 것을 특징으로 하는 용접 방법.
  15. 제 1 항에 따른 용접 방법으로 제조된 이차전지.
  16. 제 15 항에 있어서, 상기 이차전지는 전극조립체가 내장된 원통형 캔의 개방 상단에 캡 어셈블리가 장착되어 있는 원통형 전지인 것을 특징으로 하는 이차전지.
  17. 제 15 항에 따른 이차전지를 포함하는 전지팩.
  18. 제 17 항에 따른 전지팩을 포함하는 디바이스.
KR1020150000940A 2015-01-06 2015-01-06 접합력을 향상시킬 수 있는 용접 방법 KR20160084582A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150000940A KR20160084582A (ko) 2015-01-06 2015-01-06 접합력을 향상시킬 수 있는 용접 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150000940A KR20160084582A (ko) 2015-01-06 2015-01-06 접합력을 향상시킬 수 있는 용접 방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20160084582A true KR20160084582A (ko) 2016-07-14

Family

ID=56499106

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020150000940A KR20160084582A (ko) 2015-01-06 2015-01-06 접합력을 향상시킬 수 있는 용접 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20160084582A (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20180052925A (ko) 2016-11-11 2018-05-21 주식회사 엘지화학 Pcb 리드 접합방법

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20180052925A (ko) 2016-11-11 2018-05-21 주식회사 엘지화학 Pcb 리드 접합방법

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101161965B1 (ko) 이차전지용 집전단자판, 이차전지 및 이차전지의 제조방법
KR101110406B1 (ko) 전지 셀 및 전원 공급 장치
US10559808B2 (en) Lithium secondary battery having improved safety by using bimetal tab
JP2010016043A (ja) 蓄電デバイス
US20130236752A1 (en) Component for secondary battery and manufacturing method thereof, and secondary battery and multi-battery apparatus manufactured by using the component
JP2014212012A (ja) 二次電池の製造方法および二次電池
KR20150144600A (ko) 이차 전지
KR20190082549A (ko) 배터리 팩 및 그 제조 방법
JP2014032814A (ja) 蓄電装置及び二次電池
KR20180041019A (ko) 용접성이 향상된 돌기부가 형성되어 있는 원통형 이차전지
JP2015176701A (ja) 蓄電装置及び蓄電装置の製造方法
US20070154798A1 (en) Secondary battery
WO2013191218A1 (ja) 積層アルミニウム材の製造方法及びそれを含む密閉型電池の製造方法、並びに、密閉型電池
KR20150084270A (ko) 리튬 이차전지의 제조방법
CN101192656A (zh) 一种电池制造方法
JP5558878B2 (ja) 組電池、抵抗溶接方法および組電池の製造方法
US9281542B2 (en) Electricity storage device and welding method
KR20160084582A (ko) 접합력을 향상시킬 수 있는 용접 방법
US20140038013A1 (en) Method for manufacturing a connecting contact for an electrode of an electrochemical store, method for manufacturing an electrochemical store, and electrochemical store
KR101124964B1 (ko) 이차전지의 양극리드 또는 음극리드를 외부 부재와 연결하는 방법
CN115943524A (zh) 集成有电极引线的电级组件及其制造方法
JP4691919B2 (ja) 金属部材の溶接方法
KR20180061072A (ko) 이차전지의 이종금속 저항 용접 방법 및 시스템
JP2011228153A (ja) 電池
JP2001006654A (ja) リチウム二次電池

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application